[发明专利]一种激光三维测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种激光三维测量装置，其特征在于，包括距离为L且初始状态相同的两个双旋转关节和分别安装在两个双旋转关节上的激光出射器、采集器，还包括连接两个所述双旋转关节的处理器，所述双旋转关节包括有第一旋转关节和与所述第一旋转关节连接的第二旋转关节；

其中一个所述双旋转关节带动所述激光出射器转动，以对准待测点D并向所述待测点D发射激光，且所述第一旋转关节的旋转角度为θc2，所述第二旋转关节的旋转角度为θa2；另一个所述双旋转关节带动所述采集器转动，以使所述待测点D位于所述采集器的拍摄范围内并在所述采集器上形成激光光斑，且所述第一旋转关节的旋转角度和所述采集器中水平方向上激光光斑偏离中心的角度之和为θc1，所述第二旋转关节的旋转角度和所述采集器中垂直方向上激光光斑偏离中心的角度之和为θa1；所述处理器根据旋转角度θc2、θa2、θc1、θa1计算所述待测点D的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的激光三维测量装置，其特征在于，以所述初始状态下，所述双旋转关节的旋转中心点、第一旋转关节的旋转轴线、第二旋转关节的旋转轴线以及采集器的朝向方向建立三维坐标系O1，所述待测点D在三维坐标系O1中的三维坐标为

3.根据权利要求2所述的激光三维测量装置，其特征在于，以所述初始状态下，所述双旋转关节的旋转中心点、第一旋转关节的旋转轴线、第二旋转关节的旋转轴线以及激光出射器的出射方向建立三维坐标系O2，所述待测点D在三维坐标系O2中的三维坐标为

4.根据权利要求3所述的激光三维测量装置，其特征在于，所述处理器根据所述待测点D在三维坐标系O1中的三维坐标计算所述待测点D与所述采集器之间的距离；

或者根据所述待测点D在三维坐标系O2中的三维坐标计算所述待测点D与所述激光出射器之间的距离。

5.根据权利要求1所述的激光三维测量装置，其特征在于，还包括位于所述双旋转关节外的激光光源，所述激光光源与所述激光出射器之间设置有多个反射镜组。

6.根据权利要求5所述的激光三维测量装置，其特征在于，所述激光光源为点激光光源。

7.一种激光三维测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将激光出射器下的双旋转关节和采集器下的双旋转关节调整至相同的初始状态，以使两个双旋转关节中的第二旋转关节相互平行、所述采集器和所述激光出射器朝向同一方向；

S2，调节激光出射器下的第一旋转关节旋转θc2、第二旋转关节旋转θa2，使所述激光出射器的激光发射路径对准所述待测点D；

S3，调节采集器下的双旋转关节，所述激光出射器向待测点D发射激光，且所述采集器对待测点方向进行拍摄，直到采集器拍摄到待测点为止，记录采集器下的第一旋转关节的旋转角度与采集器中水平方向上激光光斑偏离中心的角度之和θc1、第二旋转关节的旋转角度与采集器中垂直方向上激光光斑偏离中心的角度之和θa1；

S4，处理器根据旋转角度θc2、θa2、θc1、θa1计算所述待测点D的三维坐标。

8.根据权利要求7所述的激光三维测量装置的测量方法，其特征在于，所述S2中，第一旋转关节旋转θc2后，所述激光出射器的出射路径位于所述待测点D与所述第一旋转关节的旋转轴线形成的平面内。

9.根据权利要求7所述的激光三维测量装置的测量方法，其特征在于，分别以所述初始状态下，两个所述双旋转关节的旋转中心点、各自的第一旋转关节的旋转轴线、各自的第二旋转关节的旋转轴线、采集器和激光出射器的朝向方向建立两个三维坐标系O1、O2；

还包括S5，所述处理器根据所述待测点D在所述三维坐标系O1中的三维坐标计算所述待测点D与所述采集器之间的距离；或者根据所述待测点D在所述三维坐标系O2中的三维坐标计算所述待测点D与所述激光出射器之间的距离。

10.根据权利要求9所述的激光三维测量装置的测量方法，其特征在于，两个所述双旋转关节的旋转中心点之间距离为L，所述待测点D在三维坐标系O1中的三维坐标为所述待测点D在三维坐标系O2中的三维坐标为